WO2022208965A1 - 回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法 - Google Patents

回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法 Download PDF

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WO2022208965A1
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stator
electric machine
core
peripheral surface
rotary electric
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French (fr)
Inventor
啓生 大藤
隆之 鬼橋
勇士 八木
遼 並河
太一 徳久
智也 糸瀬
丈晴 加藤
洋樹 麻生
隆徳 渡邉
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • This application relates to a stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine.
  • the stator of a rotating electric machine uses a laminated iron core that has a structure in which a plurality of thin silicon steel sheets punched out by a press are laminated and integrated by caulking, welding, or the like. By winding conductors at a high density around a stator using this laminated core, it is possible to increase the efficiency, increase the capacity, and further reduce the size of the rotating electric machine.
  • Patent Document 1 it is necessary to prepare two types of laminated steel plates in order to mesh the laminated steel plates of adjacent split cores at the connecting portion, and it is necessary to perform punching and caulking for connection. There was a problem of an increase in the number of steps and a complication of the process.
  • a plurality of core pieces each having a magnetic body portion forming a yoke extending in an arc and teeth protruding from the yoke toward the axis, and coils wound around the teeth are arranged in an annular shape about the axis. and a columnar portion extending in a direction parallel to the axis provided on the yoke side of one core piece and a columnar portion provided on the yoke side of one core piece and a columnar portion extending in a direction parallel to the axis of the other core piece Snap-fit coupling with an open ring portion provided on one yoke side forms a connection portion having a fitting structure that enables rotation about the columnar portion and restricts displacement in the axial direction. is trying to solve the above problem.
  • stator core is formed into an annular shape using this structure, the strength of the snap-fit alone is not sufficient for installation in molding equipment, frame shrink fitting equipment, etc. There was a problem that the dimensional accuracy such as roundness was lowered.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a stator for an electric machine and a method for manufacturing a rotating electric machine.
  • the stator of the rotary electric machine disclosed in the present application is A stator core in which a plurality of divided cores each composed of a yoke portion and tooth portions protruding radially inward from an inner peripheral surface of the yoke portion are arranged in an annular shape, and an armature wound around the tooth portions. a winding;
  • the split core includes an insulator that electrically insulates the split core and the armature winding, An annular fastening member that contacts the insulator and fastens all the split cores radially inward is provided.
  • stator of the rotary electric machine disclosed in the present application is A stator core in which a plurality of divided cores each including a yoke portion and tooth portions protruding inward in a radial direction X from an inner peripheral surface of the yoke portion are arranged in an annular shape, and an armature winding wound around the tooth portions.
  • the stator core includes an annular fastening member that tightens all the split cores radially inward, The fastening member is mounted in a groove circumferentially formed in the outer peripheral surface of the stator core.
  • stator of the rotary electric machine disclosed in the present application is A stator core in which a plurality of divided cores each including a yoke portion and tooth portions protruding radially inward from an inner peripheral surface of the yoke portion are arranged in an annular shape, and an armature winding wound around the tooth portions.
  • the stator core includes an annular fastening member that tightens all the split cores radially inward, The pair of fastening members are arranged in contact with both ends in the axial direction of the outer peripheral surface of the split core.
  • the rotating electric machine disclosed in the present application is a stator; and a rotor rotatably supported with its outer peripheral surface opposed to the inner peripheral surface of the stator with a gap therebetween.
  • the manufacturing method of the stator of the rotary electric machine disclosed in the present application includes: A plurality of gate portions are provided at equal intervals in the circumferential direction in the portion of the mold mold for molding the outer peripheral surface of the stator, and resin is simultaneously injected from the plurality of gate portions to mold the mold portion. be.
  • a rotor having an outer peripheral surface opposed to the inner peripheral surface of the stator manufactured by the method for manufacturing the stator with a gap therebetween is rotatable. to support.
  • the stator of a rotating electrical machine the rotating electrical machine, the method of manufacturing the stator of the rotating electrical machine, and the method of manufacturing the rotating electrical machine disclosed in the present application, the dimensional accuracy such as the inner diameter dimension, the outer diameter dimension, and the roundness of the stator core It is possible to provide a rotating electrical machine stator and a rotating electrical machine with a high
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotating electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a plan view of a rotating electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the stator of the rotary electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a perspective view showing another configuration of the stator of the rotary electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a perspective view showing a molded stator according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a molded stator according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a modification of the split core according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a diagram showing a snap-fit joint provided in the insulator according to Embodiment 1;
  • FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of a stator according to Embodiment 2;
  • 10A is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 2.
  • FIG. 10B is an enlarged view of a main part of FIG. 10A.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a stator according to Embodiment 3;
  • 12A is a top view of a stator according to Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 12A.
  • 13A is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 3.
  • FIG. 13B is an enlarged view of a main part of FIG. 13A.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a stator according to Embodiment 4;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 4;
  • 16A is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 4.
  • FIG. 16B is an enlarged view of a main part of FIG. 16A.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a stator according to Embodiment 5;
  • 18A is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 5.
  • FIG. FIG. 18B is an enlarged view of a main part of FIG. 18A.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of a stator according to Embodiment 6; 20A is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 6.
  • FIG. FIG. 20B is an enlarged view of a main part of FIG. 20A.
  • 20C is a main part enlarged view showing another example of the tapered portion according to Embodiment 6.
  • FIG. FIG. 12 is a perspective view of a stator according to Embodiment 7;
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 7;
  • FIG. 12 is a perspective view of a stator according to Embodiment 8;
  • 24A is a cross-sectional view of a stator according to Embodiment 8.
  • FIG. 24B is an enlarged view of a main part of FIG. 24A.
  • FIG. 25A is a plan view of a stator in which a gate for injecting resin is inserted into a single mold.
  • FIG. 25B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 25A.
  • FIG. 25C is a schematic diagram showing the flow of resin within the mold.
  • FIG. 26A is a plan view of a stator in which gates for injecting resin are inserted into molds at two locations.
  • FIG. 26B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 26A.
  • FIG. 26C is a schematic diagram showing the flow of resin within the mold.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of resin in a mold with gates arranged at three locations;
  • Embodiment 1 A stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 will be described below with reference to the drawings.
  • the terms “axial direction”, “circumferential direction”, “radial direction”, “inner peripheral side”, “outer peripheral side”, “inner peripheral surface”, and “outer peripheral surface” refer to each , “axial direction”, “circumferential direction”, “radial direction”, “inner peripheral side”, “outer peripheral side”, “inner peripheral surface”, and “outer peripheral surface” of the stator.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotating electric machine 100 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the rotating electric machine 100.
  • FIG. A rotating electrical machine 100 includes a rotor 10 and a stator 20 .
  • the rotor 10 includes a rotor core 11 , a rotating shaft 12 and permanent magnets 13 .
  • the rotor 10 is rotatably supported by a bearing (not shown) with its outer peripheral surface opposed to the inner peripheral surface of the stator 20 with an air gap 5 interposed therebetween.
  • the stator 20 includes a stator core 21 and an armature winding 22.
  • the armature winding 22 is configured by assembling a conductive wire in slots of the stator core 21 having magnetism.
  • an 8-pole 48-slot rotating electrical machine will be described, but the number of poles and slots of rotating electrical machine 100 can be increased or decreased. Either an electromagnet type or an induction machine type may be used.
  • the stator 20 has an annular shape, and the stator core 21 has steel plates laminated in the axial direction Z. Although magnetic steel sheets are used for lamination in this embodiment, the material used is not limited to magnetic steel sheets.
  • the stator 20 may be configured by using an annular integral core, by assembling split cores divided in the circumferential direction Y, or by assembling split cores in which ends in the circumferential direction Y are connected. Although it may be bent to form an annular shape, the configuration of the stator core does not matter.
  • the rotor 10 includes a rotor core 11 fixed to a rotating shaft 12 inserted at the axial position. Rotor core 11 is arranged inside stator 20 .
  • FIG. 2 shows a permanent magnet rotor with permanent magnets 13 .
  • This rotor 10 adopts an Interior Permanent Magnet type in which the permanent magnets 13 are embedded in the rotor core 11, but adopts a Surface Permanent Magnet type in which the permanent magnets 13 are arranged outside the rotor core 11.
  • an induction machine type may be used in which grooves are provided on the outer peripheral surface of the rotor 10 to accommodate conductor rods or windings.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of stator 20 of rotating electric machine 100.
  • FIG. 4 is a perspective view showing another configuration of stator 20 of rotating electric machine 100.
  • the stator 20 of the rotary electric machine 100 has a plurality of split cores 21B each composed of a yoke portion 21BY and teeth portions 21BT protruding inward in the radial direction X from the inner peripheral surface of the yoke portion 21BY, and an insulator 4, which is an insulator, is attached to the split core 21B, or
  • the insulator 4 is integrally formed so as to cover the tooth portion 21BT, and the armature winding 22 is wound around the tooth portion 21BT with a magnet wire or the like.
  • the insulator 4 electrically insulates the split core 21 ⁇ /b>B and the armature winding 22 and also serves as a winding frame for the armature winding 22 .
  • the armature windings 22 are each manufactured by winding 1 to n times.
  • a plurality of split cores 21B wound with armature windings 22 are arranged in an annular shape and connected to form the stator 20 .
  • an elastic O-ring 7 (fastening member) made of silicon or the like is arranged on the outer peripheral surface of the stator 20 arranged in an annular shape.
  • the inner diameter dimension ⁇ of the O-ring 7 before being mounted on the stator core 21 and the outer diameter dimension ⁇ of the stator 20 have a relation of ⁇ . Due to this relationship, the O-rings 7 arranged on the outer peripheral surface of the stator core 21 clamp all the split cores 21B inward in the radial direction X. As shown in FIG. In FIG. 3, one O-ring 7 is attached to the central portion in the axial direction Z of the stator core 21 . Also, in FIG.
  • one O-ring 7 is attached to each end of the stator core 21 in the axial direction Z, and a total of two O-rings 7 are attached.
  • the O-ring 7 is in contact with the axial Z end of the outer peripheral surface of the split core 21B and the axial Z lower surface of the insulator 4 .
  • FIG. 5 is a perspective view showing the molded stator 20.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the molded stator 20.
  • the stator core 21 fitted with the O-ring 7 may be molded with a mold (not shown).
  • Stator core 21 including insulator 4 and armature winding 22 , is covered with molded portion 8 made of resin. During this molding, a core rod is placed inside the stator core 21 in order to ensure the inner diameter and roundness.
  • each split core 21B By tightening each split core 21B with the O-ring 7 from the outer peripheral side to the core rod, the inner peripheral surface of each split core 21B comes into contact along the outer peripheral surface of the core rod, and the desired stator core 21 Dimensional accuracy and geometric tolerance can be obtained.
  • stator core 21 can be molded while preventing the positional deviation of the split cores 21B forming the stator core 21 when the stator core 21 is molded.
  • the O-ring 7 After the split cores 21B are arranged in an annular shape, the O-rings 7 are expanded outward in the radial direction X, arranged on the outer peripheral side of the stator core 21, then the expansion is released, and the respective split cores 21B are tightened. In the example of FIG. 3, the O-ring 7 is attached to the central portion of the stator core 21 in the axial direction Z. In the example of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a split core 21C, which is a modification of the split core 21B.
  • a split core 21C having a structure in which a concave portion R is provided at one end portion in the circumferential direction Y of the yoke portion 21CY of the split core portion 21C and a protrusion portion P is provided at the other end portion in the circumferential direction Y, and both are combined is used. effect is obtained.
  • FIG. 8 is a diagram showing a snap-fit connection provided on the insulator 4.
  • One end of the insulator 4 in the circumferential direction Y is provided with a columnar portion 14P projecting upward in the axial direction Z.
  • the other end in the circumferential direction Y is provided with an open ring portion 14R that rotatably meshes with the columnar portion 14P.
  • the adjacent split cores 21B are rotated around the columnar part 14P by snap-fit coupling in which the columnar part 14P of one split core 21B adjacent in the circumferential direction Y is pushed into the ring-opening part 14R of the other split core 21B.
  • the split cores 21B that are adjacent to each other centering on the connecting portion are reversely warped using snap-fit coupling. That is, the inside and outside of the stator core 21 are reversed.
  • the O-ring 7 is temporarily placed in this state. After that, while maintaining the state where the O-rings 7 are arranged on the warped split cores 21B, the stator core 21 is formed in the annular shape of the product shape, and the O-rings 7 are attached to the outer peripheral surface thereof.
  • the O-ring 7 is shown here in order to hold the shape of the stator core 21 by combining the plurality of split cores 21B, other members that can restrain the plurality of split cores 21B can be used.
  • a member is also possible.
  • it is a structure in which the outer peripheral surfaces of the split cores 21B arranged in an annular shape are fixed with a binding band. After the split cores 21B are arranged in an annular shape, a binding band is arranged on the outer periphery and restrained. By restraining the binding band, the core rod is arranged inside the stator core 21 in order to ensure the inner diameter and roundness during molding.
  • each split core 21B By tightening each split core 21B inward from the outer peripheral side of the core rod with a binding band, the inner peripheral surface of each split core 21B contacts along the outer peripheral surface of the core rod, and the stator core 21 is fixed. Desired dimensional accuracy and geometric tolerance can be obtained.
  • stator core 21 can be molded while preventing the positional deviation of the split cores 21B forming the stator core 21 when the stator core 21 is molded.
  • the resin binding band (for example, made of polypropylene) may be connected and fixed by thermal welding, ultrasonic welding, or the like after being sufficiently tightened.
  • a thin ring-shaped member may be shrink-fitted on the outer periphery or tightened by a fastening member. Even in this case, a force is applied to contract the plurality of split cores 21B from the outside to the inside, so that the annular stator core 21 can be manufactured with high accuracy.
  • Embodiment 2 a stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine according to a second embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment.
  • the fastening member for example, the O-ring 7
  • the position of the O-ring 7 will not be arranged in the same plane perpendicular to the central axis of the stator core 21 .
  • FIG. 9 is a perspective view showing the structure of stator 220.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view of stator 220.
  • FIG. 10B is an enlarged view of a main part of FIG. 10A.
  • Stator core 221 is configured by arranging a plurality of split cores 221B each having a yoke portion and a tooth portion in an annular shape, similar to split core 21B of the first embodiment.
  • a groove MB extending in the circumferential direction Y is provided in the central portion in the axial direction Z of the outer peripheral surface of the split core 221B.
  • Each groove MB of the plurality of split cores 221B is connected in the circumferential direction Y to form one groove M.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view of stator 220.
  • FIG. 10B is an enlarged view of a main part of FIG. 10A.
  • Stator core 221 is configured by arranging a plurality of split cores 221B each having
  • the O-ring 7 is mounted in the groove M connected in an annular shape.
  • the position of the O-ring 7 may be changed by resin pressure or the like. can be prevented from slipping, and the dimensional accuracy of the stator 220 of the rotary electric machine can be further improved.
  • stator core 221 it is possible to manufacture the stator core 221 by uniforming the force for tightening the split cores 221B inward, so that the stator core 221 can be manufactured with high precision. Thereby, the performance of the rotary electric machine using the stator 220 can be improved.
  • the split core having a structure in which the concave portions R and the convex portions P are combined at the ends in the circumferential direction Y, as described with reference to FIG. 7 in the first embodiment. Further, the same is true when the stator core 221 is configured using the snap-fit coupling described in the first embodiment.
  • Embodiment 3 a stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine according to a third embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment. So far, in the first embodiment, a configuration has been described in which the fastening member (for example, the O-ring 7) is arranged on the outer peripheral surface of the stator core 21 and contracted inward to accurately manufacture the shape of the stator. However, there is a possibility that the position of the O-ring 7 will not be arranged in the same plane perpendicular to the central axis of the stator core 21 .
  • the fastening member for example, the O-ring 7
  • FIG. 11 is a perspective view showing the structure of stator 320.
  • FIG. 12A is a top view of stator 320.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 12A. The O-ring has not yet been placed.
  • 13A is a cross-sectional view of stator 320.
  • FIG. 13B is an enlarged view of a main part of FIG. 13A.
  • the stator core used in this embodiment is the same as the stator core 21 used in the first embodiment.
  • a plurality of split cores 21B each composed of a yoke portion and a tooth portion are arranged in an annular shape.
  • An insulator 304 is attached to the end face in the axial direction Z of each split core 21B.
  • Embodiments 1 and 2 lie in the shape of insulator 304 .
  • grooves M2 extending in the circumferential direction Y are formed between the insulator 304 and the end surface 21Bs of the split core 21B in the axial direction Z when the insulator 304 is attached to the split core 21B.
  • the grooves M2 are formed at two locations, one on each side in the axial direction Z.
  • the O-ring 7 described in the first embodiment is mounted and fixed in the groove M2.
  • the position of the O-ring 7 may be changed by resin pressure or the like. can be prevented from slipping, and the dimensional accuracy of the stator 320 of the rotary electric machine can be further improved.
  • stator core 21 can be manufactured with a uniform force for tightening the split cores 21B inward, and the stator core 21 can be manufactured with high precision. Thereby, the performance of the rotary electric machine using the stator 320 can be improved.
  • the split core having a structure in which the concave portions R and the convex portions P are combined at the ends in the circumferential direction Y, as described with reference to FIG. 7 in the first embodiment. Further, the same is true when the stator core 21 is constructed using the snap-fit coupling described in the first embodiment.
  • Embodiment 4 a stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine according to a fourth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. So far, in the first embodiment, a configuration has been described in which the fastening member (for example, the O-ring 7) is arranged on the outer peripheral surface of the stator core 21 and contracted inward to accurately manufacture the shape of the stator. However, placing the O-ring on the outer peripheral surface of the stator core may increase the size of the product (stator).
  • the fastening member for example, the O-ring 7
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of stator 420. As shown in FIG. 15 is a cross-sectional view of stator 420. FIG. The O-ring 7 is not drawn.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view of stator 320.
  • FIG. FIG. 16B is an enlarged view of a main part of FIG. 16A.
  • the stator core used in this embodiment is the same as the stator core 21 used in the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, a plurality of split cores 21B each composed of a yoke portion and a tooth portion are arranged in an annular shape.
  • An insulator 404 is attached to the end face in the axial direction Z of each split core 21B.
  • the insulator 404 has a protrusion 404T extending upward in the axial direction Z.
  • the protrusion 404T protrudes upward in the axial direction Z from a so-called outer flange that covers the end surface of the yoke portion of the insulator 404 in the axial direction Z.
  • an O-ring 7 for tightening the plurality of split cores 21B combined in an annular shape is arranged on the outer peripheral surface of the projection 404T of the insulator 404. As shown in FIG.
  • the O-ring 7, which is the fastening member is placed rather than the outer peripheral surface of the stator core 21.
  • the shape of the product can be miniaturized.
  • a groove extending in the circumferential direction Y for assembling an O-ring may be provided in the insulator 404 .
  • this structure for example, when the stator core 21 is resin-molded, it is possible to prevent the position of the O-ring 7 from shifting due to resin pressure or the like.
  • the force for tightening the plurality of split cores 21B inward can be produced uniformly and without variation, the dimensional accuracy of the stator 420 of the rotary electric machine can be further improved.
  • the split core having a structure in which the concave portions R and the convex portions P are combined at the ends in the circumferential direction Y, as described with reference to FIG. 7 in the first embodiment. Further, the same is true when the stator core 21 is constructed using the snap-fit coupling described in the first embodiment.
  • Embodiment 5 a stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine according to a fifth embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment.
  • the insulator 404 which is an insulating member, is extended in the axial direction Z, the O-ring 7 is arranged on the outer peripheral surface of the protrusion 404T of the insulator 404, and is contracted to precisely move each split core 21B.
  • the structure to be concluded has been explained.
  • the O-ring 7 which is a fastening member, is arranged on the protrusion 504T provided inside the insulator 504 in the radial direction X. As shown in FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the configuration of stator 520.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view of stator 520.
  • FIG. FIG. 18B is an enlarged view of a main part of FIG. 18A.
  • the stator core used in this embodiment is the same as the stator core 21 used in the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, a plurality of split cores 21B each composed of a yoke portion and a tooth portion are arranged in an annular shape.
  • An insulator 504 is attached to the end face in the axial direction Z of each split core 21B.
  • the insulator 504 has a projection 504T extending upward in the axial direction Z from the inner side in the radial direction X.
  • the protrusion 504T protrudes upward in the axial direction Z from an inner flange of a so-called insulator 504 that covers the end surface in the axial direction Z inside the tooth portion in the radial direction X.
  • the protrusion 504T is provided with a groove M5 extending in the circumferential direction Y and recessed inward in the radial direction X.
  • an O-ring 7 for tightening the plurality of split cores 21B combined in an annular shape is mounted in the groove M5 of the projection 504T of the insulator 504. As shown in FIG.
  • the dimension in the axial direction Z of the product can be suppressed. Furthermore, since the groove M5 for arranging the O-ring 7 is provided in the projection 504T, for example, when the stator core 21 is resin-molded, the position of the O-ring 7 can be prevented from being displaced due to resin pressure or the like. In addition, since the force for tightening the plurality of split cores 21B inward can be produced uniformly and without variation, the dimensional accuracy of the stator 520 of the rotary electric machine can be further improved.
  • the split core having a structure in which the concave portions R and the convex portions P are combined at the ends in the circumferential direction Y, as described with reference to FIG. 7 in the first embodiment. Further, the same is true when the stator core 21 is constructed using the snap-fit coupling described in the first embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view showing the structure of stator 620.
  • FIG. 20A is a cross-sectional view of stator 620.
  • FIG. 20B is an enlarged view of a main part of FIG. 20A.
  • FIG. 20C is a main part enlarged view showing another example of the tapered portion.
  • the stator core used in this embodiment is the same as the stator core 21 used in the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, a plurality of split cores 21B each composed of a yoke portion and a tooth portion are arranged in an annular shape. An insulator 604 is attached to the end face in the axial direction Z of each split core 21B.
  • Embodiment 3 lies in the shape of insulator 604 .
  • a groove M6 extending in the circumferential direction Y is formed between the insulator 604 and the end surface 21Bs of the split core 21B in the axial direction Z when the insulator 604 is attached to the split core 21B.
  • the groove M6 is formed by cutting the lower surface in the axial direction Z on the outer peripheral side of the insulator 604 in a tapered shape so as to incline downward in the axial direction Z toward the inner side in the radial direction X to provide a tapered portion TP. It is formed between the insulator 604 and the split core 21B in the axial direction Z.
  • the grooves M6 extending in the circumferential direction Y are formed at two locations, one on each side in the axial direction Z, in total.
  • the O-ring 7 described in the first embodiment is mounted in the groove M6.
  • the stator core 21 is molded, etc., as in the third embodiment.
  • the O-ring 7 can be prevented from being displaced due to resin pressure or the like, and the dimensional accuracy of the stator 320 of the rotating electric machine can be further improved.
  • the width of the groove M6 in the axial direction Z may be increased and the tapered portion TP may be used as a guide for the O-ring 7.
  • the width in the axial direction Z of the entrance of the groove M6 is larger than the width in the axial direction Z of the O-ring 7 .
  • the innermost portion in the radial direction X of the groove M6 may be a plane parallel to the axial direction Z.
  • the stator core 21 can be manufactured with a uniform force for tightening the split cores 21B inward, and the stator core 21 can be manufactured with high accuracy. Thereby, the performance of the rotating electric machine using the stator 620 can also be improved.
  • the split core having a structure in which the concave portions R and the convex portions P are combined at the ends in the circumferential direction Y, as described with reference to FIG. 7 in the first embodiment. Further, the same is true when the stator core 21 is constructed using the snap-fit coupling described in the first embodiment.
  • FIG. 21 is a perspective view of a stator according to Embodiment 7.
  • FIG. 22 is a sectional view of a stator according to Embodiment 7.
  • a pair of fastening members such as O-rings are installed on the outer peripheral surface of the stator core 21 in the stator 720 of the rotary electric machine.
  • the O-ring 7 is arranged so as to contact both ends 21ZT of the outer peripheral surface of the stator 720 in the axial direction Z. As shown in FIG.
  • the reason for arranging the O-ring 7 in this way is that when the O-ring 7 is arranged in the center of the stator core 21 in the axial direction Z, no fastening force is applied to the end portion 21ZT in the axial direction Z, This is because the accuracy of the inner diameter dimension and roundness near the end portion 21ZT may deteriorate. Further, if the position of the O-ring is shifted during molding or during attachment of the O-ring, the fastening force may vary and the stator core 21 may not be fixed.
  • FIG. 23 is a perspective view of stator 820 according to the eighth embodiment.
  • 24A is a cross-sectional view of stator 820.
  • FIG. 24B is an enlarged view of a main part of FIG. 24A.
  • a tape 7T (fixing member) is attached directly above the O-ring 7 as shown in FIGS. wear. That is, the tape 7T for fixing the O-ring 7 and the split core 21B to the split core 21B across the O-ring 7 in the axial direction Z is attached from the top of the O-ring 7 so that the O-ring is attached to the stator core 21. It is possible to prevent positional deviation from both end portions 21ZT in the axial direction Z and stabilize the fastening force of the stator core 21 .
  • the stator of the rotary electric machine in each of the above-described embodiments is constructed by resin-molding an annular stator core 21 to which a fastening member such as an O-ring 7 is mounted.
  • a fastening member such as an O-ring 7
  • An example of the mold will be described below.
  • the same reference numerals as in the eighth embodiment are used as reference numerals for stators and the like, they can be applied to the stators of all the embodiments.
  • FIG. 25A is a plan view of a stator 820 in which a gate for injecting resin is inserted into the mold MK1 at one location.
  • FIG. 25B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 25A.
  • FIG. 25C is a schematic diagram showing the flow of resin within the mold MK1.
  • the number of gates 800 for injecting resin is one, the resin pressure applied to the stator core 21 is not applied uniformly. Also, a reaction force that changes the direction of the resin flow is applied to the stator core 21 . For this reason, only the tightening force of the O-ring 7, which is the fastening member, applies a force greater than the tightening force toward the opposite gate 800 side.
  • the stator core 21 is deformed into a teardrop shape, and the dimensional accuracy of the stator 820 may not be maintained.
  • FIG. 26A is a plan view of a stator 820 in which two gates for injecting resin are inserted into the mold MK2.
  • FIG. 26B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 26A.
  • FIG. 26C is a schematic diagram showing the flow of resin within the mold MK2.
  • the two gates 800 are arranged at positions facing each other across the central axis of the stator 820 as shown in FIG. 26B.
  • the resin is injected simultaneously from the two gates 800 arranged in this way, the deformation of the stator core 21 is eliminated by uniformly applying the resin pressure to the stator core 21 as shown in FIG. 26C. Stabilizing the inner diameter, roundness, etc. of the stator 820 makes it possible to provide the stator 820 with high precision.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing the flow of resin in the mold MK3 in which gates 800 are arranged at three locations. As shown in FIG. 27, even when the gates 800 are provided at three locations at equal intervals in the circumferential direction Y on the portion where the outer peripheral surface of the stator 820 is molded, the gates 800 are provided at one location. , the resin pressure can be made uniform. Further, as shown in FIG. 27, since the direction of resin flow does not change significantly, it is possible to suppress deformation of the stator core 21 after resin molding. Gate traces remain on the outer peripheral surface of the mold portion of the stator 820 .

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Abstract

ヨーク部（２１ＢＹ））とヨーク部（２１ＢＹ）の内周面から径方向（Ｘ）の内側に突出するティース部（２１ＢＴ）とからなる複数の分割鉄心（２１Ｂ）が円環形状に配置された固定子鉄心（２１）と、ティース部（２１ＢＴ）に巻回された電機子巻線（２２）とを備え、分割鉄心（２１Ｂ）は、分割鉄心（２１Ｂ）と電機子巻線（２２）とを電気的に絶縁するインシュレータ（４）を備え、全ての分割鉄心（２１Ｂ）を径方向内側に締め付ける、インシュレータ（４）に接触する環状の締結部材（７）を備える。

Description

回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法
　本願は、回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法に関するものである。
　回転電機の固定子には、プレス等で打ち抜かれた薄板状の珪素鋼板を複数枚積層して、カシメ、溶接等により一体化した構造の積層鉄心が使用されている。そして、この積層鉄心を使用した固定子に導体を高密度に巻くことで、回転電機の高効率化、大容量化、さらに小形化を図ることができる。
　このような固定子に導体を高密度に巻く場合の作業性を向上させるため、固定子を構成する磁極片を周方向に分割する分割鉄心構造、或いは分割鉄心間を周方向に折り曲げ自在に連結する構成が提案されている。
特開２００６－２５４５６９号公報
　しかしながら、特許文献１においては、連結部分で、隣接する分割鉄心の積層鋼板同士を噛み合わせるため、２種類の積層鋼板を用意する必要があり、連結のための抜きカシメを要するなど、部材の種類の増加と工程の複雑化を招く問題があった。
　そこで円弧状に延びるヨークとヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部、および前記ティースに巻回されたコイルを備えた複数のコア片が、前記軸を中心にして円環状に配置されたステータであって、前記円環状の配置における隣り合うコア片の間には、一方のコア片のヨーク側に設けられた前記軸に平行な方向に延びる柱状部と、他方のコア片のヨーク側に設けられた開環部とのスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部が形成されることで上記問題の解決を図っている。
　しかし、本構造を用いて固定子鉄心を円環状に形成する際に、スナップフィットの強度だけでは、成型装置、フレーム焼き嵌め装置などに設置する際に内径寸法、外径寸法、固定子鉄心の真円度といった寸法精度が低下するという課題があった。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、内径寸法、外径寸法、固定子鉄心の真円度といった寸法精度が高い回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を提供することを目的とする。
　本願に開示される回転電機の固定子は、
ヨーク部と前記ヨーク部の内周面から径方向の内側に突出するティース部とからなる複数の分割鉄心が円環形状に配置された固定子鉄心と、前記ティース部に巻回された電機子巻線とを備え、
前記分割鉄心は、前記分割鉄心と前記電機子巻線とを電気的に絶縁するインシュレータを備え、
全ての前記分割鉄心を径方向内側に締め付ける、前記インシュレータに接触する環状の締結部材を備えるものである。
　また、本願に開示される回転電機の固定子は、
ヨーク部と前記ヨーク部の内周面から径方向Ｘの内側に突出するティース部からなる複数の分割鉄心が円環形状に配置された固定子鉄心と前記ティース部に巻回された電機子巻線とを備え、
前記固定子鉄心は、全ての前記分割鉄心を径方向内側に締め付ける環状の締結部材を備え、
前記締結部材は、前記固定子鉄心の外周面に周方向に形成された溝の中に装着されているものである。
　また、本願に開示される回転電機の固定子は、
ヨーク部と前記ヨーク部の内周面から径方向の内側に突出するティース部からなる複数の分割鉄心が円環形状に配置された固定子鉄心と前記ティース部に巻回された電機子巻線とを備え、
前記固定子鉄心は、全ての前記分割鉄心を径方向内側に締め付ける環状の締結部材を備え、
一対の前記締結部材は前記分割鉄心の外周面の軸方向の両端部に接触して配置されているものである。
　また、本願に開示される回転電機は、
固定子と、
外周面を前記固定子の内周面に空隙を介して対向させて、回転可能に支持された回転子とを備えるものである。
　また、本願に開示される回転電機の固定子の製造方法は、
モールド型の、前記固定子の外周面を成型する部分に、周方向に等間隔に、複数のゲート部を設け、複数の前記ゲート部から同時に樹脂を注入して、モールド部を成型するものである。
　また、 本願に開示される回転電機の製造方法は、前記固定子の製造方法を用いて製造した前記固定子の内周面に、外周面を空隙を介して対向させた回転子を、回転可能に支持する。
　本願に開示される回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法によれば、内径寸法、外径寸法、固定子鉄心の真円度といった寸法精度が高い回転電機の固定子および回転電機を提供することができる。
実施の形態１による回転電機の斜視図である。 実施の形態１による回転電機の平面図である。 実施の形態１による回転電機の固定子の構成を示す斜視図である。 実施の形態１による回転電機の固定子の他の構成を示す斜視図である。 実施の形態１によるモールドされた固定子を示す斜視図である。 実施の形態１によるモールドされた固定子の断面図である。 実施の形態１による、分割鉄心の変形例の構成を示す図である。 実施の形態１によるインシュレータに設けたスナップフィット結合を示す図である。 実施の形態２による固定子の構成を示す斜視図である。 図１０Ａは、実施の形態２による固定子の断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの要部拡大図である。 実施の形態３による固定子の構成を示す斜視図である。 図１２Ａは、実施の形態３による固定子の上面図である。図１２Ｂは、図１２ＡのＡ－Ａ断面図である。 図１３Ａは、実施の形態３による固定子の断面図である。図１３Ｂは、図１３Ａの要部拡大図である。 実施の形態４による固定子の構成を示す斜視図である。 実施の形態４による固定子の断面図である。 図１６Ａは、実施の形態４による固定子の断面図である。図１６Ｂは、図１６Ａの要部拡大図である。 実施の形態５による固定子の構成を示す斜視図である。 図１８Ａは、実施の形態５による固定子の断面図である。図１８Ｂは、図１８Ａの要部拡大図である。 実施の形態６による固定子の構成を示す斜視図である。 図２０Ａは、実施の形態６による固定子の断面図である。図２０Ｂは、図２０Ａの要部拡大図である。図２０Ｃは、実施の形態６によるテーパ形状部の他の例を示す要部拡大図である。 実施の形態７による固定子の斜視図である。 実施の形態７による固定子の断面図である。 実施の形態８による固定子の斜視図である。 図２４Ａは、実施の形態８による固定子の断面図である。図２４Ｂは、図２４Ａの要部拡大図である。 図２５Ａは、樹脂を注入するゲートが１カ所のモールド型に挿入された固定子の平面図である。図２５Ｂは、図２５ＡのＡ－Ａ断面図である。図２５Ｃは、モールド型内での樹脂の流れを示す模式図である。 図２６Ａは、樹脂を注入するゲートが２カ所のモールド型に挿入された固定子の平面図である。図２６Ｂは、図２６ＡのＡ－Ａ断面図である。図２６Ｃは、モールド型内での樹脂の流れを示す模式図である。 ゲートを３カ所に配置したモールド型内での樹脂の流れを示す模式図である。
実施の形態１．
　以下、実施の形態１による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
本明細書で、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、というときは、それぞれ、固定子の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」をいうものとする。また、この明細書で、特に断り無く「上」、「下」に言及するときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。
　図１は、実施の形態１による回転電機１００の斜視図である。
図２は、回転電機１００の平面図である。
回転電機１００は、回転子１０と固定子２０とを備える。回転子１０は、回転子鉄心１１と回転軸１２と永久磁石１３とを備える。回転子１０は、その外周面を固定子２０の内周面に空隙５を介して対向させて、図示しないベアリングによって回転可能に支持されている。
　固定子２０は、固定子鉄心２１と電機子巻線２２とを備える。電機子巻線２２は、磁性を有する固定子鉄心２１のスロットに導電性を有する線材を組み立てることで構成されている。本実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明するが、回転電機１００の極数およびスロットの数は、増減可能であり、回転電機１００を構成する回転子１０は、永久磁石型、電磁石型或いは誘導機型のいずれであってもよい。
　固定子２０は、円環形状をしており、固定子鉄心２１は、軸方向Ｚに鋼板が積層されている。本実施の形態では、電磁鋼板を使用して積層しているが、使用材料は電磁鋼板に限らない。また、固定子２０の構成として、円環形状の一体型の鉄心を用いて構成する場合と、周方向Ｙに分割した分割鉄心を組み立てる場合、あるいは周方向Ｙの端部を連結した分割鉄心を折り曲げて円環形状に形成する場合があるが、固定子鉄心の構成は問わない。
　なお、図１、図２では、固定子２０の構成を簡略化しているが追って構成を説明する。回転子１０は、軸心位置に挿通された回転軸１２に固定された回転子鉄心１１を備える。回転子鉄心１１は、固定子２０の内側に配置される。図２では、永久磁石１３を備えた永久磁石型回転子を示している。この回転子１０は、永久磁石１３を回転子鉄心１１の中に埋め込んだＩｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ式を採用しているが、回転子鉄心１１の外に永久磁石１３を配置するＳｕｒｆａｃｅ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ式を採用してもよい。また、回転子１０の外周面に溝を設け導体棒或いは巻線を収める誘導機型でもよい。
　図３は、回転電機１００の固定子２０の構成を示す斜視図である。
図４は、回転電機１００の固定子２０の他の構成を示す斜視図である。
回転電機１００の固定子２０は、ヨーク部２１ＢＹとヨーク部２１ＢＹの内周面から径方向Ｘの内側に突出するティース部２１ＢＴからなる複数の分割鉄心２１Ｂに絶縁物であるインシュレータ４を装着、もしくは一体成型によってティース部２１ＢＴを覆うように形成し、このインシュレータ４の上からマグネットワイヤ等でティース部２１ＢＴに電機子巻線２２を巻回している。インシュレータ４は、分割鉄心２１Ｂと電機子巻線２２とを電気的に絶縁すると共に、電機子巻線２２の巻枠を兼ねている。電機子巻線２２は、それぞれ１～ｎ回巻回して製作されている。電機子巻線２２を巻回された複数の分割鉄心２１Ｂが、円環形状に配置され、結線されたものが固定子２０である。
　そして、円環形状に配置した固定子２０の外周面上に、シリコン等からなり弾性を有するＯリング７（締結部材）を配置する。固定子鉄心２１に装着前のＯリング７の内径寸法αは、固定子２０の外径寸法βに対してα＜βの関係にある。このような関係により、固定子鉄心２１の外周面上に配置されたＯリング７が、全ての分割鉄心２１Ｂを径方向Ｘの内側に締め付ける。図３では、Ｏリング７を固定子鉄心２１の軸方向Ｚの中央部に１個装着している。また、図４では、Ｏリング７を固定子鉄心２１の軸方向Ｚの両端にそれぞれ１個、合計２個装着している。そして、図４では、Ｏリング７は、分割鉄心２１Ｂの外周面の軸方向Ｚの端部と、インシュレータ４の軸方向Ｚの下面に接触している。
　図５は、モールドされた固定子２０を示す斜視図である。
図６は、モールドされた固定子２０の断面図である。
Ｏリング７を装着した固定子鉄心２１は、図示しないモールド型によってモールドしてもよい。固定子鉄心２１は、インシュレータ４および電機子巻線２２を含めて、樹脂から成るモールド部８によって覆われる。この成型の際、固定子鉄心２１の内側には、内径寸法・真円度を確保するために芯棒を配置する。
　その芯棒に対して、外周側からＯリング７によって各分割鉄心２１Ｂを締め付けることによって、各分割鉄心２１Ｂの内周面が芯棒の外周面に沿って当接し、固定子鉄心２１の所望の寸法精度、幾何公差を得ることができる。
　また、芯棒がない場合であっても、Ｏリング７を用いて各分割鉄心２１Ｂを内側に締め付けることによって、隣接する分割鉄心２１Ｂの周方向Ｙの側面同士を隙間なく接触させることが可能となる。その効果として、固定子鉄心２１の成型時において固定子鉄心２１を構成する分割鉄心２１Ｂの位置ずれを防止して固定子鉄心２１を成形できる。
　次に、本構成のＯリング７の取付方法について説明する。分割鉄心２１Ｂを円環形状に配置した後、Ｏリング７を径方向Ｘの外側に拡大し、固定子鉄心２１の外周側に配置した後に、拡大を解除し、各分割鉄心２１Ｂを締め付ける。図３の例では、Ｏリング７は、固定子鉄心２１の軸方向Ｚの中央部分に装着している。
　図７は、分割鉄心２１Ｂの変形例である、分割鉄心２１Ｃの構成を示す図である。
図７に示すように、分割鉄心２１Ｃのヨーク部２１ＣＹの周方向Ｙの一端部に凹部Ｒ、他端部に凸部Ｐを設け、双方を組み合わせる構造を有する分割鉄心２１Ｃを利用しても同様の効果が得られる。
　図８は、インシュレータ４に設けたスナップフィット結合を示す図である。
次に、Ｏリング７の他の装着方法を説明する。
インシュレータ４の周方向Ｙの一端には軸方向Ｚの上方に突出する柱状部１４Ｐを備える。また、周方向Ｙの他端には、柱状部１４Ｐと回転可能に噛み合う開環部１４Ｒを備える。周方向Ｙに隣り合う一方の分割鉄心２１Ｂの柱状部１４Ｐを、他方の分割鉄心２１Ｂの開環部１４Ｒに押し込むスナップフィット結合によって、隣り合う分割鉄心２１Ｂ同士を、柱状部１４Ｐを中心とする回転可能とする固定子２０の構成の場合、スナップフィット結合を利用して連結部を中心に隣り合う分割鉄心２１Ｂを逆反り状態にする。すなわち固定子鉄心２１の内側と外側反転した状態とする。
　この状態でＯリング７を仮配置する。その後、逆反りした各分割鉄心２１ＢにＯリング７を配置した状態を保ちつつ、製品形状の円環形状に固定子鉄心２１を形成することでＯリング７をその外周面に取り付ける。
　なお、複数の分割鉄心２１Ｂを組み合わせて固定子鉄心２１の形状を保持するために、ここではＯリング７を使用する例を示したが、複数の分割鉄心２１Ｂを拘束できる部材であれば他の部材でも可能である。例えば、円環形状に配置した分割鉄心２１Ｂの外周面を結束バンドで固定する構造である。分割鉄心２１Ｂを円環形状に配置した後に、結束バンドを外周に配置し拘束する。結束バンドを拘束することによって、モールド成型の際、固定子鉄心２１の内側に内径寸法・真円度を確保するために芯棒を配置する。
　その芯棒に対して、外周側から結束バンドによって、各分割鉄心２１Ｂを内側に締め付けることによって、各分割鉄心２１Ｂの内周面が芯棒の外周面に沿って当接し、固定子鉄心２１の所望の寸法精度、幾何公差を得ることができる。
　また、芯棒がない場合であっても、結束バンドを用いて各分割鉄心２１Ｂを内側に締め付けることによって、隣接する分割鉄心２１Ｂの周方向Ｙの側面同士を隙間なく接触させることが可能となる。その効果として、固定子鉄心２１の成型時において固定子鉄心２１を構成する分割鉄心２１Ｂの位置ずれを防止して固定子鉄心２１を成形できる。
　なお、樹脂製の結束バンド（例えば、ポリプロピレン製）は、十分に締め付けた後、熱溶着、或いは超音波溶着等によってバンド同士を接続し、固定してもよい。また、細い円環形状の部材を外周に焼き嵌め、或いは締結部材によって締め付けする構成としてもよい。その場合でも同様に複数の分割鉄心２１Ｂを外側から内側に向けて収縮させる力が働き、精度よく円環形状の固定子鉄心２１を製作することが可能となる。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
これまで実施の形態１では、締結部材（例えば、Ｏリング７）を固定子鉄心２１の外周面上に配置し、内側に収縮させることにより固定子の形状を精度よく製作する構成について説明した。しかしながら、Ｏリング７の位置が固定子鉄心２１の中心軸に対して垂直な同一面に配置されない可能性がある。
　そこで、本実施の形態２では、締結部材の位置決め構造を有する固定子鉄心２２１について説明する。
図９は、固定子２２０の構成を示す斜視図である。
図１０Ａは、固定子２２０の断面図である。
図１０Ｂは、図１０Ａの要部拡大図である。
固定子鉄心２２１は、実施の形態１の分割鉄心２１Ｂと同様に、ヨーク部とティース部からなる複数の分割鉄心２２１Ｂを円環形状に配置して構成されている。そして、分割鉄心２２１Ｂの外周面の軸方向Ｚの中央部に、周方向Ｙに延びる溝ＭＢを設けている。複数の分割鉄心２２１Ｂのそれぞれの溝ＭＢが、周方向Ｙに繋がって１つの溝Ｍとなる。
　そして、円環形状に繋がった溝Ｍの中にＯリング７を装着する。
実施の形態２による回転電機の固定子、回転電機および、回転電機の固定子の製造方法によれば、例えば、固定子鉄心２２１をモールド成型等する場合に樹脂圧等によって、Ｏリング７の位置がずれることを防止でき回転電機の固定子２２０の寸法精度を更に向上することができる。
　また、各分割鉄心２２１Ｂを内側に締め付ける力を均一にして固定子鉄心２２１を製造することが可能となり、精度の良い固定子鉄心２２１を製造することができる。これにより、固定子２２０を利用する回転電機の性能を向上できる。
　実施の形態１、図７を用いて説明した、周方向Ｙの端部に凹部Ｒと凸部Ｐとを組み合わせる構造を有する分割鉄心を利用しても同様である。また、実施の形態１で説明したスナップフィット結合を用いて固定子鉄心２２１を構成する場合も同様である。
実施の形態３．
　次に、実施の形態３による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
これまで実施の形態１では、締結部材（例えば、Ｏリング７）を固定子鉄心２１の外周面上に配置し、内側に収縮させることにより固定子の形状を精度よく製作する構成について説明した。しかしながら、Ｏリング７の位置が固定子鉄心２１の中心軸に対して垂直な同一面に配置されない可能性がある。
　そこで、本実施の形態３では、締結部材の位置決め構造を有する固定子３２０について説明する。
図１１は、固定子３２０の構成を示す斜視図である。
図１２Ａは、固定子３２０の上面図である。
図１２Ｂは、図１２ＡのＡ－Ａ断面図である。Ｏリングは、未だ配置されていない。
図１３Ａは、固定子３２０断面図である。
図１３Ｂは、図１３Ａの要部拡大図である。
本実施の形態で使用する固定子鉄心は、実施の形態１で使用した固定子鉄心２１と同じである。
したがって、実施の形態１と同様に、ヨーク部とティース部からなる複数の分割鉄心２１Ｂを円環形状に配置して構成されている。そして、各分割鉄心２１Ｂの軸方向Ｚの端面にはインシュレータ３０４が装着されている。
　実施の形態１および実施の形態２と、本実施の形態との違いは、インシュレータ３０４の形状にある。図１２Ｂに示すように、インシュレータ３０４を分割鉄心２１Ｂに装着した状態において、分割鉄心２１Ｂの軸方向Ｚの端面２１Ｂｓとインシュレータ３０４との間に、周方向Ｙに延びる溝Ｍ２が形成される。溝Ｍ２は、軸方向Ｚの両側に１つずつ、合計２カ所形成されている。
　そして、その溝Ｍ２の中に、実施の形態１で説明したＯリング７が装着されて固定されている。
実施の形態３による回転電機の固定子、回転電機および、回転電機の固定子の製造方法によれば、例えば、固定子鉄心２１をモールド成型等する場合に樹脂圧等によって、Ｏリング７の位置がずれることを防止でき回転電機の固定子３２０の寸法精度を更に向上することができる。
　また、各分割鉄心２１Ｂを内側に締め付ける力を均一にして固定子鉄心２１を製造することが可能となり、精度の良い固定子鉄心２１を製造することができる。これにより、固定子３２０を利用する回転電機の性能を向上できる。
　実施の形態１、図７を用いて説明した、周方向Ｙの端部に凹部Ｒと凸部Ｐとを組み合わせる構造を有する分割鉄心を利用しても同様である。また、実施の形態１で説明したスナップフィット結合を用いて固定子鉄心２１を構成する場合も同様である。
実施の形態４．
　次に、実施の形態４による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
これまで実施の形態１では、締結部材（例えば、Ｏリング７）を固定子鉄心２１の外周面上に配置し、内側に収縮させることにより固定子の形状を精度よく製作する構成について説明した。しかしながら、固定鉄心の外周面にＯリングを配置すると製品（固定子）の形状が大きくなる可能性がある。
　そこで、本実施の形態４では締結部材を絶縁部材であるインシュレータに設けて、製品の大型化を防止する。
図１４は、固定子４２０の構成を示す斜視図である。
図１５は、固定子４２０断面図である。Ｏリング７は、描かれていない。
図１６Ａは、固定子３２０断面図である。
図１６Ｂは、図１６Ａの要部拡大図である。
本実施の形態で使用する固定子鉄心は、実施の形態１で使用した固定子鉄心２１と同じである。
したがって、実施の形態１と同様に、ヨーク部とティース部からなる複数の分割鉄心２１Ｂを円環形状に配置して構成されている。そして、各分割鉄心２１Ｂの軸方向Ｚの端面にはインシュレータ４０４が装着されている。
　インシュレータ４０４は、軸方向Ｚの上方に伸長する突起４０４Ｔを備える。突起４０４Ｔは、インシュレータ４０４のヨーク部の軸方向Ｚの端面を覆う所謂外鍔から軸方向Ｚの上方に突出している。そして、円環形状に組み合わせた複数の分割鉄心２１Ｂを締め付けるＯリング７をインシュレータ４０４の突起４０４Ｔの外周面に配置する。
　実施の形態４による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法によれば、固定子鉄心２１の外周面よりも、締結部材であるＯリング７を内側に配置することが可能となり、製品の形状を小型化できる。
　さらに、インシュレータ４０４にＯリングを組み付ける周方向Ｙに延びる溝を設けてもよい。この構造の特徴として、例えば、固定子鉄心２１を樹脂モールド等する場合に、樹脂圧等によって、Ｏリング７の位置がずれることを防止できる。また、複数の分割鉄心２１Ｂを内側に締め付ける力を均一に、ばらつきなく製造することができるので、回転電機の固定子４２０の寸法精度を更に向上することができる。
　実施の形態１、図７を用いて説明した、周方向Ｙの端部に凹部Ｒと凸部Ｐとを組み合わせる構造を有する分割鉄心を利用しても同様である。また、実施の形態１で説明したスナップフィット結合を用いて固定子鉄心２１を構成する場合も同様である。
実施の形態５．
　次に、実施の形態５による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
これまで実施の形態４では、絶縁部材であるインシュレータ４０４を軸方向Ｚに伸長し、Ｏリング７をインシュレータ４０４の突起４０４Ｔの外周面に配置し、これを収縮させて各分割鉄心２１Ｂを精度よく締結する構成ついて説明した。
　しかしながら、この場合、製品の軸方向Ｚの寸法が拡大する。そこで、本実施の形態５では、締結部材であるＯリング７をインシュレータ５０４の径方向Ｘの内側に設けた突起５０４Ｔに配置する構成とする。
　図１７は、固定子５２０の構成を示す斜視図である。
図１８Ａは、固定子５２０断面図である。
図１８Ｂは、図１８Ａの要部拡大図である。
本実施の形態で使用する固定子鉄心は、実施の形態１で使用した固定子鉄心２１と同じである。
したがって、実施の形態１と同様に、ヨーク部とティース部からなる複数の分割鉄心２１Ｂを円環形状に配置して構成されている。そして、各分割鉄心２１Ｂの軸方向Ｚの端面にはインシュレータ５０４が装着されている。
　インシュレータ５０４は、径方向Ｘの内側から軸方向Ｚの上方に伸長する突起５０４Ｔを備える。突起５０４Ｔは、ティース部の径方向Ｘの内側の、軸方向Ｚの端面を覆う所謂インシュレータ５０４の内鍔から軸方向Ｚの上方に突出している。突起５０４Ｔには、径方向Ｘの内側に凹んだ、周方向Ｙに延びる溝Ｍ５を備える。そして、円環形状に組み合わせた複数の分割鉄心２１Ｂを締め付けるＯリング７をインシュレータ５０４の突起５０４Ｔの溝Ｍ５内に装着する。
　実施の形態５による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法によれば、製品の軸方向Ｚの寸法を抑制できる。さらに、突起５０４ＴにＯリング７を配置する溝Ｍ５を設けているので、例えば、固定子鉄心２１を樹脂モールド等する場合に、樹脂圧等によって、Ｏリング７の位置がずれることを防止できる。また、複数の分割鉄心２１Ｂを内側に締め付ける力を均一に、ばらつきなく製造することができるので、回転電機の固定子５２０の寸法精度を更に向上することができる。
　実施の形態１、図７を用いて説明した、周方向Ｙの端部に凹部Ｒと凸部Ｐとを組み合わせる構造を有する分割鉄心を利用しても同様である。また、実施の形態１で説明したスナップフィット結合を用いて固定子鉄心２１を構成する場合も同様である。
実施の形態６．
　次に、実施の形態６による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。
本実施の形態６は実施の形態３で説明したインシュレータ３０４の変形例を示す。
図１９は、固定子６２０の構成を示す斜視図である。
図２０Ａは、固定子６２０の断面図である。
図２０Ｂは、図２０Ａの要部拡大図である。
図２０Ｃは、テーパ形状部の他の例を示す要部拡大図である。
　本実施の形態で使用する固定子鉄心は、実施の形態１で使用した固定子鉄心２１と同じである。したがって、実施の形態１と同様に、ヨーク部とティース部からなる複数の分割鉄心２１Ｂを円環形状に配置して構成されている。そして、各分割鉄心２１Ｂの軸方向Ｚの端面にはインシュレータ６０４が装着されている。
　実施の形態３と、本実施の形態との違いは、インシュレータ６０４の形状にある。図２０Ｂに示すように、インシュレータ６０４を分割鉄心２１Ｂに装着した状態において、分割鉄心２１Ｂの軸方向Ｚの端面２１Ｂｓとインシュレータ６０４との間に、周方向Ｙに延びる溝Ｍ６が形成される。溝Ｍ６は、インシュレータ６０４外周側の軸方向Ｚの下面を、径方向Ｘの内側に向かって、軸方向Ｚの下方に傾斜するようにテーパ状に切り欠いてテーパ形状部ＴＰを設けることによって、インシュレータ６０４と分割鉄心２１Ｂとの軸方向Ｚの間に形成される。周方向Ｙに延びる溝Ｍ６は、軸方向Ｚの両側に１つずつ、合計２カ所形成されている。そして、その溝Ｍ６の中に、実施の形態１で説明したＯリング７が装着されている。
　実施の形態６による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法によれば、実施の形態３と同様に、固定子鉄心２１をモールド成型等する場合に樹脂圧等によって、Ｏリング７の位置がずれることを防止でき回転電機の固定子３２０の寸法精度を更に向上することができる。
　図２０Ｃに示すように、溝Ｍ６の軸方向Ｚの幅を拡大し、テーパ形状部ＴＰをＯリング７のガイドとして利用してもよい。この場合、溝Ｍ６の入り口の軸方向Ｚの幅は、Ｏリング７の軸方向Ｚの幅よりも大きい。また、溝Ｍ６の径方向Ｘの最も内側は、軸方向Ｚに平行な平面としてもよい。
　これにより、各分割鉄心２１Ｂを内側に締め付ける力を均一にして固定子鉄心２１を製造することが可能となり、精度の良い固定子鉄心２１を製造することができる。これにより、固定子６２０を利用する回転電機の性能も向上できる。
　実施の形態１、図７を用いて説明した、周方向Ｙの端部に凹部Ｒと凸部Ｐとを組み合わせる構造を有する分割鉄心を利用しても同様である。また、実施の形態１で説明したスナップフィット結合を用いて固定子鉄心２１を構成する場合も同様である。
実施の形態７．
　次に、実施の形態７による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２１は、実施の形態７による固定子の斜視図である。
図２２は、実施の形態７による固定子の断面図である。
本実施の形態では、回転電機の固定子７２０において、固定子鉄心２１の外周面に１対のＯリング等の締結部材を設置する。Ｏリング７は、固定子７２０の外周面の軸方向Ｚの両端部２１ＺＴに接触するように配置する。
　このようにＯリング７を配置する理由は、Ｏリング７を固定子鉄心２１の軸方向Ｚの中央に配置した場合、軸方向Ｚの端部２１ＺＴには締結力が加わらず、軸方向Ｚの端部２１ＺＴ付近の内径寸法および真円度の精度が低下する場合があるからである。また、Ｏリングの位置がモールド成型時、或いは、Ｏリングの取り付け時にずれることにより、締結力がばらつき、固定子鉄心２１を固定できない場合もある。
　そこで、固定子鉄心２１の軸方向Ｚの両端部２１ＺＴにそれぞれＯリング７を配置することによって、固定子７２０の軸方向Ｚの全体での内径寸法および真円度の精度を向上させることができる。
実施の形態８．
　次に、実施の形態８による回転電機の固定子、回転電機、回転電機の固定子の製造方法および、回転電機の製造方法を、実施の形態７と異なる部分を中心に説明する。
　図２３は、実施の形態８による固定子８２０の斜視図である。
図２４Ａは、固定子８２０の断面図である。図２４Ｂは、図２４Ａの要部拡大図である。
　本実施の形態８では、締結部材であるＯリング７の位置ずれを防止する対策として、図２３、図２４Ａ、図２４Ｂに示すように、Ｏリング７の直上にテープ７Ｔ（固定部材）を貼り付ける。すなわち、Ｏリング７と分割鉄心２１Ｂとを、Ｏリング７を軸方向Ｚに跨いで分割鉄心２１Ｂに固定するテープ７Ｔを、Ｏリング７の上から貼り付けることによってＯリングが固定子鉄心２１の軸方向Ｚの両端部２１ＺＴから位置ずれすることを防止でき、固定子鉄心２１の締結力を安定させることが可能となる。
　上述した各実施の形態における回転電機の固定子は、Ｏリング７等の締結部材を装着した円環状の固定子鉄心２１を樹脂モールドして構成される。以下に、モールド型の例を示して説明する。なお、固定子等の符号として実施の形態８と同様の符号を付しているが、全ての実施の形態の固定子に適用可能である。
　図２５Ａは、樹脂を注入するゲートが１カ所のモールド型ＭＫ１に挿入された固定子８２０の平面図である。図２５Ｂは、図２５ＡのＡ－Ａ断面図である。図２５Ｃは、モールド型ＭＫ１内での樹脂の流れを示す模式図である。
樹脂を注入するゲート８００数を１箇所にする場合、固定子鉄心２１に付加される樹脂圧が均等に付加されない。また、樹脂の流れの向きを変える反力が固定子鉄心２１に加わる。このため、締結部材であるＯリング７の締め付け力のみでは、反ゲート８００側に向かって、締め付け力以上の力が付与される。その結果、図２５Ｃの破線に誇張して示すように、固定子鉄心２１がしずく型に変形し、固定子８２０の寸法精度を保てないおそれがある。
　図２６Ａは、樹脂を注入するゲートが２カ所のモールド型ＭＫ２に挿入された固定子８２０の平面図である。図２６Ｂは、図２６ＡのＡ－Ａ断面図である。図２６Ｃは、モールド型ＭＫ２内での樹脂の流れを示す模式図である。
樹脂を注入するゲート８００を２カ所に配置する場合、図２６Ｂに示すように２つのゲート８００を、固定子８２０の中心軸を挟んで対向する位置に配置する。このように配置された２カ所のゲート８００から同時に樹脂を注入すると、図２６Ｃに示すように固定子鉄心２１にかかる樹脂圧を均等に付加させることで、固定子鉄心２１の変形を解消し、固定子８２０の内径および真円度等を安定化させ、高精度の固定子８２０を提供することが可能となる。
　また、ゲート位置を３か所以上にした場合でも変形を抑制できる。
図２７は、ゲート８００を３カ所に配置したモールド型ＭＫ３内での樹脂の流れを示す模式図である。
図２７に示すように、固定子８２０の外周面を成型する部分に、周方向Ｙに等間隔に、ゲート８００を１２０度ずらして３か所に設ける場合であっても、１箇所にゲート８００を設ける場合と比較すると、樹脂圧を均等にできる。また、図２７に示すように樹脂の流れの向きが大きく変わらないため、樹脂成型後の固定子鉄心２１の変形を抑制することが可能となる。なお、固定子８２０のモールド部の外周面には、ゲート痕が残る。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　１００　回転電機、１０　回転子、１１　回転子鉄心、１２　回転軸、１３　永久磁石、１４Ｐ　柱状部、１４Ｒ　開環部、２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０　固定子、２１，２２１　固定子鉄心、２１ＺＴ　端部、２１Ｂ，２２１Ｂ，２１Ｃ　分割鉄心、２１Ｂｓ　端面、２２　電機子巻線、２１ＢＹ，２１ＣＹ　ヨーク部、２１ＢＴ　ティース部、４，３０４，４０４，５０４，６０４　インシュレータ、４０４Ｔ，５０４Ｔ　突起、５　空隙、７　Ｏリング、７Ｔ　テープ、８　モールド部、Ｍ，Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６，ＭＢ　溝、８００　ゲート、ＭＫ１，ＭＫ２，ＭＫ３　モールド型、Ｐ　凸部、Ｒ　凹部、ＴＰ　テーパ形状部、Ｘ　径方向、Ｙ　周方向、Ｚ　軸方向、α　内径寸法、β　外径寸法。

Claims (18)

  1. ヨーク部と前記ヨーク部の内周面から径方向の内側に突出するティース部とからなる複数の分割鉄心が円環形状に配置された固定子鉄心と、前記ティース部に巻回された電機子巻線とを備え、
    前記分割鉄心は、前記分割鉄心と前記電機子巻線とを電気的に絶縁するインシュレータを備え、
    全ての前記分割鉄心を径方向内側に締め付ける、前記インシュレータに接触する環状の締結部材を備える回転電機の固定子。
  2. 前記締結部材は、前記分割鉄心の外周面の軸方向の端部と、前記インシュレータの軸方向の下面に接触している請求項１に記載の回転電機の固定子。
  3. 前記分割鉄心の軸方向の端面と前記インシュレータとの間に、周方向に延びる溝が形成され、前記溝の中に前記締結部材を備える請求項１に記載の回転電機の固定子。
  4. 前記溝を構成する前記インシュレータの下面は、径方向内側に向かって軸方向下方に傾斜している請求項３に記載の回転電機の固定子。
  5. 前記溝の入り口の軸方向の幅は、前記締結部材の軸方向の幅よりも大きい請求項４に記載の回転電機の固定子。
  6. 前記溝の径方向の最も内側は、軸方向に平行な平面である請求項５に記載の回転電機の固定子。
  7. 前記締結部材は、前記インシュレータの外鍔から軸方向上方に突出する突起の外周面に設けられている請求項１に記載の回転電機の固定子。
  8. 前記締結部材は、前記インシュレータの内鍔から軸方向上方に突出する突起の外周面に設けられている請求項１に記載の回転電機の固定子。
  9. 前記締結部材は、周方向に延びる溝に装着されている請求項７又は請求項８に記載の回転電機の固定子。
  10. 前記インシュレータは、周方向の一端に、軸方向の上方に突出する柱状部を備え、周方向の他端に、隣り合う前記分割鉄心に装着された前記インシュレータの前記柱状部と回転可能に噛み合う開環部を備え、
    隣り合う分割鉄心同士は、周方向に隣り合う一方の前記分割鉄心の前記柱状部を、他方の分割鉄心の前記開環部に押し込むスナップフィットによって結合されている請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
  11. 前記固定子は、前記固定子鉄心と前記電機子巻線とが、樹脂によってモールドされたモールド部が形成されている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
  12. 前記モールド部は、前記固定子の外周面に、周方向に等間隔に、前記モールド部の成型に使用したモールド型のゲート部の痕跡であるゲート痕を有する請求項１１に記載の回転電機の固定子。
  13. ヨーク部と前記ヨーク部の内周面から径方向の内側に突出するティース部からなる複数の分割鉄心が円環形状に配置された固定子鉄心と前記ティース部に巻回された電機子巻線とを備え、
    前記固定子鉄心は、全ての前記分割鉄心を径方向内側に締め付ける環状の締結部材を備え、
    前記締結部材は、前記固定子鉄心の外周面に周方向に形成された溝の中に装着されている回転電機の固定子。
  14. ヨーク部と前記ヨーク部の内周面から径方向の内側に突出するティース部とからなる複数の分割鉄心が円環形状に配置された固定子鉄心と、前記ティース部に巻回された電機子巻線とを備え、
    前記固定子鉄心は、全ての前記分割鉄心を径方向内側に締め付ける一対の環状の締結部材を備え、
    一対の前記締結部材は、前記分割鉄心の外周面の軸方向の両端部に接触して配置されている回転電機の固定子。
  15. 前記締結部材と前記分割鉄心とを前記締結部材の軸方向に跨いで軸方向に固定する固定部材を備える請求項１４に記載の回転電機の固定子。
  16. 請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子と、
    外周面を前記固定子の内周面に空隙を介して対向させて、回転可能に支持された回転子とを備える回転電機。
  17. 請求項１２に記載の回転電機の固定子の製造方法であって、
    前記モールド型の、前記固定子の外周面を成型する部分に、周方向に等間隔に、複数の前記ゲート部を設け、複数の前記ゲート部から同時に樹脂を注入して、前記モールド部を成型する回転電機の固定子の製造方法。
  18.  請求項１７に記載の固定子の製造方法を用いて製造した前記固定子の内周面に、外周面を空隙を介して対向させた回転子を、回転可能に支持する回転電機の製造方法。
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